Uued uuringud nanoosakeste molekulaarse vastuse kohta näitavad nanoinformaatika jõudu

29. mai 2023 (Nanowerki uudised) Teadlased on avastanud uue reageerimismehhanismi, mis on spetsiifiline kokkupuutel nanoosakesed mis on omane mitmele liigile. Analüüsides suurt hulka andmekogumiid, mis käsitlevad molekulaarset vastust nanomaterjalide, on nad paljastanud esivanemate epigeneetilise kaitsemehhanismi, mis selgitab, kuidas erinevad liigid, alates inimestest kuni lihtsamate olenditeni, kohanevad seda tüüpi kokkupuutega. Projekti juhtisid Tampere Ülikooli Soome integreeritud lähenemisviiside arendamise ja valideerimise keskus (FHAIVE) doktorant Giusy del Giudice ja professor Dario Greco koostöös interdistsiplinaarse meeskonnaga Soomest, Iirimaalt, Poolast, Ühendkuningriigist ja Küproselt. , Lõuna-Aafrika, Kreeka ja Eesti – sealhulgas dotsent Vladimir Lobaskin Dublini ülikooli kolledži UCD füüsikakoolist, Iirimaalt. Paber ilmus aastal Loodus Nanotehnoloogia ("Esivanemate molekulaarne vastus nanomaterjali osakestele"). FHAIVE direktor, professor Greco ütles: "Oleme esimest korda näidanud, et nanoosakestele on spetsiifiline reaktsioon ja see on omavahel seotud nende nanoomadustega. See uuring heidab valgust sellele, kuidas erinevad liigid reageerivad tahketele osakestele sarnaselt. See pakub lahendust ühe kemikaali-üks allkirja probleemile, piirates praegu toksikogenoomika kasutamist kemikaaliohutuse hindamisel.

Süsteemibioloogia kohtub nanoinformaatikaga

Dotsent Vladimir Lobaskin, kes on nanostruktureeritud biosüsteemide ekspert, ütles: "Selles suures koostöös ei avastanud Tampere ülikooli juhitud meeskond, sealhulgas UCD füüsikakool, mitte ainult ühiseid vastuseid nanoosakestele kõigis taimedest pärit organismides. ja selgrootud inimestele, aga ka nanomaterjalide ühised tunnused, mis neid reaktsioone käivitavad. Ta ütles: „Igal aastal jõuavad tarbijaturule kümned tuhanded uudsed nanomaterjalid. Nende kõigi võimalike kahjulike mõjude uurimine on tohutu ülesanne, et kaitsta keskkonda ja inimeste tervist. See võib olla kopsukahjustus tolmu sissehingamisel, mürgiste ioonide vabanemine tolmuosakeste poolt, reaktiivsete hapnikuliikide tootmine või rakumembraani lipiidide sidumine nanoosakeste poolt. Teisisõnu, kõik algab suhteliselt lihtsatest füüsikalistest interaktsioonidest nanoosakeste pinnal, mida bioloogid ja toksikoloogid tavaliselt ei tea, kuid mida on vaja mõista, mida peaksime nanomaterjalidega kokku puutudes kartma. Viimasel kümnendil on OECD riigid võtnud kasutusele mehhanismteadliku toksilisuse hindamisstrateegia, mis põhineb negatiivsete tagajärgede analüüsil, mis teeb kindlaks põhjuslikud seosed bioloogiliste sündmuste vahel, mis põhjustavad haigust või negatiivset mõju elanikkonnale. Kui ebasoodsate tagajärgede rada on kindlaks määratud, saab bioloogiliste sündmuste ahelat jälgida tagasi päritoluni – molekulaarse initsiatiivsündmuseni, mis käivitas kaskaadi. Viimaste aastate toksikoloogiliste andmete statistilise analüüsi katsed ei ole suutnud tuvastada kahjulikke tagajärgi põhjustanud nanomaterjali omadusi. Probleem seisneb selles, et tootjate tüüpilised materjaliomadused, nagu nanoosakeste keemia ja suurusjaotus, on nende bioloogilise aktiivsuse mõistlikuks prognoosimiseks liiga lihtsad ja ebapiisavad. Varasem töö, mille kaasautoriks oli UCD Füüsikakooli meeskond, soovitas nanomaterjalide täiustatud deskriptorite kogumist, kasutades vajadusel arvutuslikku materjaliteadust, et mõista nanoosakeste koostoimeid bioloogiliste molekulide ja kudedega ning võimaldada ennustada molekulaarset initsiatsiooni. sündmused. Need täiustatud deskriptorid võivad anda puuduvaid teabebitte ja hõlmavad materjalide lahustumiskiirust, pinnaaatomite polaarsust, molekulaarset interaktsioonienergiat, kuju, kuvasuhteid, hüdrofoobsuse indikaatoreid, aminohapete või lipiidide sidumisenergiat – aga ka kõike, mis võib põhjustada normaalsete rakkude või kudede funktsioonide häireid. Dotsent Lobaskin ja kolleegid UCD pehmete ainete modelleerimislaboris on töötanud in silico materjalide iseloomustamise kallal ja hinnanud deskriptoreid, mis korreleeruvad nanoosakeste ohtliku potentsiaaliga. Ta ütles: "Käesolevas viimases esitatud analüüsis Loodus Nanotehnoloogia paberil saime esimest korda näha, mis ühist on molekulaarsel tasandil terviseriskidega seotud erinevate materjalide vahel. See väljaanne on esimene demonstratsioon nanoinformaatika võimsusest, uuest uurimisvaldkonnast, mis laiendab keemiformaatika ja bioinformaatika ideid, ning ühtlasi ka suur lubadus: arvutis loodud materjalide digitaalsete kaksikute kasutamine võimaldab meil peagi uudseid materjale sõeluda ja optimeerida. ohutuse ja funktsionaalsuse tagamiseks juba enne nende tootmist, et muuta need disainilt ohutuks ja jätkusuutlikuks.

• SEO-põhise sisu ja PR-levi. Võimenduge juba täna.
• PlatoAiStream. Web3 andmete luure. Täiustatud teadmised. Juurdepääs siia.
• Tuleviku rahapaja Adryenn Ashley. Juurdepääs siia.
• Ostke ja müüge IPO-eelsete ettevõtete aktsiaid koos PREIPO®-ga. Juurdepääs siia.
• Allikas: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=63069.php